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智能配電網技術研究綜述

2022-07-28 17:40:53

同時,隨著分布式能源高比例接入配電網,微網由于其具有低成本、低電壓、低污染等特點,已在全國范圍內大范圍建設。對于用戶,微電網作為一個可定制的電源,可以滿足用戶多樣化的需求,例如,增強局部供電可靠性,降低饋電損耗,支持當地電壓,通過利用廢熱提高效率,提供電壓下陷的校正,或作為不可中斷電源服務等。對于電網,微電網作為一個大小可以改變的智能負載,為本地電力系統提供了可調度負荷,可以在數秒內做出響應以滿足系統需要,適時向大電網提供有力支撐;可以在維修系統同時不影響客戶的負荷;可以延長配電網更新換代時間,指導分布式電源孤島運行,能夠消除某些特殊操作要求產生的技術阻礙。

隨著分布式發電供能技術,能源系統監視、控制和管理技術,以及新的能源交易方式的快速發展和廣泛應用,能源耦合緊密,互補互濟。綜合能源系統作為多能互補在區域供能系統中最廣泛的實現形式,其多種能源的源、網、荷深度融合、緊密互動對系統分析、設計、運行提出了新的要求。綜合能源系統一般涵蓋集成的供電、供氣、供暖、供冷、供氫和電氣化交通等能源系統,以及相關的通信和信息基礎設施。傳統的能源系統相互獨立的運行模式無法適應綜合能源系統多能互補的能源生產和利用方式,在能量生產、傳輸、存儲和管理的各個方面,都需要以考慮運用系統化、集成化和精細化的方法來分析整個能源系統,進而提高系統魯棒性和用能效率,并顯著降低用能價格。

綜上,雖然我國的智能配電網目前還處在起步階段,隨著國家加大智能電網建設,智能配電網將成為我國電力行業新一輪的研究重點?;谝陨戏治?,本文綜合考慮各方面技術,對實現智能配電網技術的研究思路提出建議。

1 智能配電網規劃研究

隨著分布式發電和可再生能源并網的增加,以及電動汽車充電站的建設,電網的負荷需求與過去相比發生了很大的變化。在何時、何地規劃將會對配網的經濟性、安全性、可靠性以及靈活性產生重大影響。

1.1 變電站規劃方法

變電站規劃與建設是一個動態的過程。分布式電源的裝機容量不斷增加,對某一目標年有效的方案未必對遠景年而言是最優的。所以,在規劃時保證最終年總體最優的前提下,也要考慮一定時期內對整個系統有利。

近年來,變電站規劃研究主要集中在計及分布式電源影響的配電網變電站規劃方法[1-5]、變電站多階段規劃等[6-7]。

文獻[1]提出了一種基于改進加權 Voronoi 圖算法并考慮負荷特性的有源配電網變電站規劃方法。文獻[2]提出新能源入網后變電站選址應明確系統定位、變電容量論證、出線規模論證的理論。文獻[3]建立了考慮DG的變電站規劃模型,并用改進的粒子群算法求解該模型。文獻[4]從可靠性的角度定量評估DG的置信容量,并在此基礎上提出了一種含DG 的變電站選址定容方法。文獻[5]研究了加權Voronoi圖的權值調整策略,改善了算法收斂速度和變電站規劃結果。

文獻[6]以DG置信容量與負荷峰值的比值為DG滲透率并提出了一種計及DG的SDEP方法。文獻[7] 給出了解決SDEP的遺傳算法,通過區分短、長期規劃,使用遺傳算法根據動態策略解決變電站多階段規劃問題。

1.2 主動配電網規劃

由于國家政策的大力支持,光伏發電迅速發展,同時,儲能系統的合理配置可以有效減少光伏出力和棄風功率,增加可再生能源消耗。光伏和儲能對于配電網的潮流、電壓等影響顯著,而主動配電網規劃對于提高光儲滲透率和綜合利用率具有重要意義。

在主動配電網規劃方面的研究主要集中在分布式電源和儲能系統的優化配置方面[8-10]。

文獻[8]提出了在自消費模式下考慮峰谷電價的光伏和儲能的運行策略,在此基礎上建立了雙層交替優化模型來優化配電網運營商和用戶的總成本。文獻[9]利用二階錐規劃模型構建了計及分布式電源和儲能裝置接入的主動配電網規劃模型。文獻[10]構建了一個考慮儲能選址定容和電壓調整策略的雙層優化模型。

智能配電網規劃需要考慮DG、電動汽車和柔性負荷等多種可以與電網交互的設備,比傳統配電網的單向能流要復雜得多。目前,有源配電網在概率性容量充裕度方面還需要做進一步的研究。

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